- 19 -
Những nghiên cứu mới đây chứng minh rằng các coclet ADN có hiệu quả trong việc
làm trung gian gây đáp ứng miễn dịch với các gen biểu thị bởi các ADN plasmid. Đáp ứng
miễn dịch tế bào mạnh đối với protein do ADN mã hoá xảy ra sau khi tiêm bắp một lần ADN.
Đường uống cũng tạo ra đáp ứng miễn dịch mạnh như khi tiêm bắp.
Bảng 1.4 : Đáp ứng miễn dịch tế bào do coclet ADN
Công thức
Đường gây
nhiễm
Liều lượng
(μg/chuột nhắt)
Hoạt tính ly giải
tế bào đặc hiệu
kháng nguyên
Tăng sản
tế bào lách
(chỉ số kích thích)
Coclet đơn giản
Coclet đơn giản
Coclet protein
Coclet protein
Coclet đơn giản
Coclet đơn giản
Tiêm bắp
Tiêm bắp
Tiêm bắp
Tiêm bắp
Uống
Uống
1,5
13,0
1,5
13,0
3,0
15,0
43,1
82,2
77,6
96,5
72
88
4,3
4,3
3,2
4,3
Không làm
Không làm
V. YÊU CẦU CỦA MỘT VACXIN
Để đáp ứng được yêu cầu phòng bệnh, một loại vacxin phải đáp ứng được những yêu cầu
tối thiểu sau đây:
- Vacxin phải chứa các kháng nguyên và các kháng nguyên đó phải được hệ thống miễn
dịch coi là mục tiêu cần tấn công.
- Các kháng nguyên trong vacxin phải kích thích sinh đáp ứng miễn dịch phòng hộ, nghĩa là
kháng nguyên không kích thích sinh các đáp ứng miễn dịch không phòng hộ. Sự phòng hộ phải
đạt được khi cơ thể tiếp xúc với mầm bệnh và lý t ưởng nhất sự phòng hộ này phải kéo dài.
- Vacxin phải kích thích đáp ứng miễn dịch mạnh và tốt nhất là không cần chất bổ trợ.
- Vacxin kích thích sinh đáp ứng miễn dịch tốt mà không cần dùng nhắc lại (bổ sung) và
tốt nhất là đường dùng vacxin đơn giản.
- Vacxin phải an toàn, đây là tiêu chuẩn đánh giá khi sử dụng vacxin trên chính đối
tượng được hưởng, tức là vacxin không gây nên bệnh, các phản ứng có hại, hoặc gây chết ở
con vật được dùng vacxin.
- Vacxin phải thuần khiết tức là vacxin chỉ chứa duy nhất một hay một vài loại kháng
nguyên được dùng làm vacxin mà không bị nhiễm tạp các loại khác.
- Về mặt thực tế: giá một liều vacxin phải thấp, ổn định về mặt sinh học, dễ sử dụng, ít
tác dụng phụ.
VI. PHÂN LOẠI VACXIN
Có thể chia vacxin làm 4 loại sau:
- Vacxin chết (vô hoạt)
- Vacxin sống
- Vacxin dưới đơn vị
- Vacxin thế hệ mới sản xuất bằng công nghệ gen.
6.1. Vacxin chết
Là loại kinh điển nhất, nguyên tắc là làm chết yếu tố gây bệnh (virus hoặc vi khuẩn)
nhưng vẫn giữ được tính mẫn cảm và tính kháng nguyên, vacxin loại này chủ yếu gây đáp
ứng miễn dịch kiểu dịch thể.
Phương pháp làm chết yếu tố gây bệnh:
Có 2 phương pháp: hóa học và vật lý.
- 20 -
- Phương pháp hóa học: Dùng các hóa chất như formol để giết chết vi khuẩn.
Ví dụ: vacxin tụ huyết trùng lợn vô hoạt, vacxin đóng dấu lợn vô hoạt.
Với virus có thể dùng các chất khử có hoạt tính cao như Ethylenimine hay β propiolacton.
Những hóa chất này vô hoạt hoàn toàn virus nhưng không làm biến đổi protein cấu trúc.
Ví dụ: Vacxin bại liệt Salk dạng tiêm ở người
Vacxin dại bất hoạt dùng β propiolacton
Vacxin lở mồm long móng dùng Ethylenimine
- Phương pháp lý học: Dùng sức nóng, tia xạ (X, UV).
Ưu, nhược điểm của vacxin chết:
- Ưu điểm: Không độc, không gây ô nhiễm môi trường, tính an toàn cao.
- Nhược điểm:
. Thời gian duy trì miễn dịch ngắn do lượng kháng nguyên cố định và ít dần chứ
không nhân lên được như vacxin sống.
. Liều lượng tiêm lớn do đó khó tiêm và dễ gây áp xe.
. Miễn dịch xuất hiện chậm, gây miễn dịch tế bào kém.
. Không can thiệp trực tiếp vào ổ dịch
. Phải đưa vacxin nhiều lần, tăng nguy cơ dị ứng.
Do làm bất hoạt mầm bệnh cường độc để chế vacxin, nên nếu bất hoạt không tốt mầm
bệnh sẽ có nguy cơ bùng phát thành dịch. Ví dụ: một vụ dịch bại liệt xảy ra ở Mỹ mà nguyên
nhân là do sử dụng vacxin bại liệt vô hoạt nhưng không triệt để nên virus bại liệt cường độc
có cơ hội bùng phát thành dịch.
6.2. Vacxin sống
Vacxin sống là loại vacxin được sản xuất nhờ chủng virus hay vi khuẩn còn sống, hầu như
không có tính gây bệnh cho động vật được tiêm phòng nh ưng có khả năng gây đáp ứng miễn dịch
mạnh, chúng nhân lên trong cơ thể vật chủ và tiếp tục tạo ra sự kích thích của kháng nguyên trong
một khoảng thời gian.
Vacxin sống bao gồm: vacxin nguyên độc, vacxin vô độc và vacxin nhược độc.
* Vacxin nguyên độc: Dùng chủng virus nguyên độc có quan hệ từ loài động vật khác.
Ví dụ: Dùng virus đậu bò làm vacxin phòng bệnh đậu ở người.
Đưa vào cơ thể virus có độc lực hoặc đã giảm một phần độc lực theo con đường thực
nghiệm: Độc lực của virus sẽ giảm đi khi chúng được đưa vào cơ thể theo đường thực nghiệm
(không giống sự xâm nhập của chúng trong tự nhiên). Ví dụ: Tiêm phòng hội chứng viêm phổi
ở người bằng adenovirus sống.
* Vacxin vô độc (vacxin nhược độc tự nhiên): được sản xuất từ những chủng vi sinh vật
vô độc phân lập trong tự nhiên.
* Vacxin nhược độc hóa: được sản xuất từ những chủng vi sinh vật sống có độc lực yếu,
không có khả năng gây bệnh cho động vật được tiêm chủng.
Các chủng vi sinh vật này được làm giảm độc lực bằng các phương pháp: vật lý, hóa
học, sinh vật học và công nghệ gen.
Phương pháp làm giảm độc vi sinh vật:
- Giảm độc bằng nhiệt độ: Vi sinh vật gây bệnh thường nhậy cảm với yếu tố nhiệt độ,
nếu nuôi cấy chúng ở nhiệt độ không phù hợp, vi sinh vật sẽ giảm độc lực nhưng vẫn giữ
được tính kháng nguyên.
- 21 -
Ví dụ:
- Vacxin nhiệt thán: Nuôi vi khuẩn nhiệt thán ở nhiệt độ 42,5 - 43
0
C từ 15 - 20 ngày,
vi khuẩn mất khả năng hình thành giáp mô, đ ộc lực giảm, sử dụng làm giống gốc sản xuất
vacxin.
- Vacxin Sabin dạng uống chống bại liệt: Chọn các chủng virus bại liệt đã đ ột biến,
cho nhân lên nhiều lần trong tế bào thận khỉ, nuôi cấy ở nhiệt độ thấp. Virus có thể nhân lên
trong tuyến nước bọt đường tiêu hóa nhưng không xâm nhập được vào mô thần kinh do đó
không gây chứng bại liệt nữa.
- Giảm độc bằng yếu tố hóa học
Ví dụ: Vacxin BCG (Bacterium Calmette Guerin) là một chủng trực khuẩn lao bò
M.T. bovinus có độc lực cao, nuôi cấy trong môi trường có mật bò trong 13 năm sau 230 l ần
cấy chuyển, vi khuẩn đã không còn độc, được sử dụng để sản xuất vacxin BCG.
Vacxin nhiệt thán nhược độc giáp mô chế bằng cách: Vi khuẩn nhiệt thán nuôi cấy
trong môi trường nghèo O
2
chỉ có CO
2
, vi khuẩn không có khả năng hình thành giáp mô. Nếu
đem vi khuẩn đó nuôi cấy tiếp ở môi trường có đủ O
2
thì vi khuẩn lại hình thành giáp mô,
nhưng độc lực yếu không có khả năng gây bệnh được sử dụng làm vacxin.
- Giảm độc bằng phương pháp sinh vật học
Đây là phương pháp giảm độc vi sinh vật cổ điển, phần lớn vacxin virus sử dụng cho
người, động vật được sản xuất theo phương pháp này. Người ta cấy chuyển sinh vật nhiều
đời qua môi trường ít cảm thụ (động vật thí nghiệm hoặc môi trường nuôi tế bào hoặc phôi
gia cầm). Vi sinh vật không đủ điều kiện để thực hiện đầy đủ chu kỳ sống nên thay đổi hệ
gen để thích nghi với điều kiện sống mới, do đó vi sinh vật thay đổi về độc lực và khả năng
gây bệnh.
Ví dụ:
Dùng virus cường độc dịch tả lợn tiêm truyền liên tục 155 đời qua thỏ sẽ thu được giống
virus nhược độc dịch tả lợn.
Virus dịch tả vịt chuyển 41 - 46 đời qua phôi gà.
Virus viêm gan vịt typ I cấy chuyển 54 đời qua phôi gà.
Virus bại liệt được cấy chuyển nhiều đời qua môi trường tế bào thận khỉ.
Virus sởi được nuôi cấy qua tế bào xơ phôi gà.
Ưu điểm của vacxin sống:
- Tạo miễn dịch nhanh, mạnh, miễn dịch tồn tại lâu bền do vi sinh vật vẫn có khả năng
nhân lên và tồn tại lâu trong cơ thể được tiêm chủng.
- Tạo miễn dịch tế bào cao hơn so với vacxin chết.
- Có thể dùng can thiệp trực tiếp vào ổ dịch.
- Liều lượng ít, dễ tiêm chủng.
Nhược điểm:
- Mức độ an toàn thấp do đột biến dẫn đến sự trở lại cường độc.
- Tạp nhiễm virus trong nuôi cấy tế bào; ví dụ: tế bào thận khỉ có thể tạp nhiễm với
SV
40
(Simianvirus)
- Khó bảo quản, chi phí lớn.
- Không sử dụng được cho động vật mang thai.
- Không dùng cho những vùng an toàn dịch.
Ở một số bệnh do virus gây ra, vacxin không dùng toàn bộ hạt virus mà chỉ dùng một
- 22 -
vài thành phần của virus như protein capxit hoặc glycoprotein vỏ ngoài do đó vacxin còn
được gọi là vacxin dưới hạt (subvirion).
Sở dĩ không dùng virus nguyên vẹn là do:
- Nhiều loại virus không có khả năng nhân lên ở các tế bào nuôi cấy (virus viêm gan B).
- Một số virus được coi là rất nguy hiểm nên không đảm bảo an toàn khi sản xuất kể cả
vacxin sống hoặc chết (HIV).
- Một số vacxin nếu sản xuất từ virus nguyên vẹn có thể ảnh hưởng đến cơ thể do gây
phản ứng phụ (vacxin cúm).
Các protein capxit hoặc glycoprotein vỏ ngoài thường gắn vào receptor trên bề mặt một số
loại tế bào ký chủ, hoặc thu được từ huyết tương bệnh nhân, sau đó làm bất hoạt (kháng nguyên
bề mặt của virus viêm gan HB
S
Ag) hoặc có thể sản xuất bằng kỹ thuật tái tổ hợp ADN….
Các vacxin subvirion như: vacxin HB
S
chống virus viêm gan B.
Bảng 1.5: So sánh giữa 2 loại vacxin
Loại vacxin
Chỉ tiêu
Vacxin sống Vacxin chết
Phương thức sản xuất
Tính ổn định
Liều lượng
Số lần đưa vacxin
Chất bổ trợ
Thời gian miễn dịch
Đáp ứng miễn dịch tế bào
Sự trở lại cường độc
Đơn giản
Tương đối ổn định
Thấp
1 lần
Không
Dài
Tốt
Có thể có
Đơn giản
Ổn định
Cao
Nhiều lần
Có
Ngắn
Kém
Không
6.3. Vacxin dưới đơn vị
Vacxin dưới đơn vị là vacxin sản xuất chứa những kháng nguyên tương đối tinh khiết
phân lập từ virus hay vi khuẩn sinh bệnh
Đầu tiên là các vacxin chống độc tố. Một số vi khuẩn gây bệnh bằng độc tố như
Cl.tetani, Corynebacterium diphtheria, người ta nuôi cấy vi khuẩn, chiết tách độc tố, giải độc
bằng yếu tố hóa học hoặc vật lý theo nguyên lý của vacxin chết. Các độc tố mất hoạt tính
được gọi là giải độc tố (anatoxin) và được dùng làm vacxin.
Phẩy khuẩn tả gây bệnh nhờ Enterotoxin, độc tố này gồm 1 dưới đơn vị A rất độc và 5
dưới đơn vị B không độc, nhưng B lại có khả năng sinh kháng thể bảo vệ nên người ta nuôi vi
khuẩn, tinh lọc Enterotoxin, tách dưới đơn vị B dùng làm vacxin chống bệnh thổ tả.
Cần lưu ý rằng việc tăng độ tinh khiết có thể dẫn đến mất tính sinh miễn dịch hoặc sẽ bị các
enzym phá hủy trước khi kích thích miễn dịch. Vì vậy loại vacxin này đ òi hỏi phải có chất mang
hay chất bổ trợ, ví dụ như muối nhôm.
Vacxin dưới đơn vị có mức độ thuần nhất và tinh khiết hơn toàn bộ vi sinh vật cho nên
các tính mẫn cảm, tính sinh kháng thể và tính hiệu lực đều cao.
6.4. Vacxin thế hệ mới sản xuất bằng công nghệ gen
6.4.1. Khái niệm
Những tiến bộ về khoa học kỹ thuật trong lĩnh vực vi sinh vật, miễn dịch học, sinh hóa
- 23 -
protein, đặc biệt là kỹ thuật gen học và công nghệ sinh học phân tử đã mở ra một hướng ứng
dụng mới đó là nghiên cứu sản xuất các loại hình vacxin bằng công nghệ gen. Những loại
vacxin tạo ra bằng phương pháp này được gọi là vacxin thế hệ mới nhằm phân biệt với các
loại vacxin đã có được nghiên cứu sản xuất bằng phương pháp công nghệ truyền thống.
Một vacxin được gọi là vacxin thế hệ mới phải là thành phẩm của một quy trình có sự
can thiệp, sử dụng, thao tác của công nghệ gen.
Hiện nay, nhiều loại vacxin thế hệ mới đã và đang đư ợc đưa vào sử dụng có hiệu quả,
góp phần vào việc phòng chống bệnh tật cho người và động vật.
6.4.2. Nguyên lý
Trong một loại vacxin, yếu tố quyết định tính sinh miễn dịch chính là thành phần
protein đặc biệt có trên bề mặt của vi sinh vật gây bệnh. Thành phần protein này được gọi là
kháng nguyên và do một gen hay một số gen có trong hệ gen của vi sinh vật gây bệnh quyết
định tổng hợp nên. Những gen chịu trách nhiệm về việc tổng hợp (hay sản xuất) protein
kháng nguyên được gọi là gen kháng nguyên.
Nếu tách gen kháng nguyên khỏi vật liệu di truyền của vi sinh vật rồi ghép vào một hệ
thống plasmid vector thích ứng nào đó thì gen kháng nguyên này vẫn hoạt động như khi tồn tại
trong hệ gen của vi sinh vật chủ và phân tử protein kháng nguyên được tổng hợp ra vẫn có thể
có chức năng như cũ, tức là có tính sinh miễn dịch. Chế phẩm protein kháng nguyên được tạo ra
như thế được gọi là vacxin tái tổ hợp gen hay vacxin thế hệ mới - vacxin công nghệ gen.
6.4.3. Phân loại
Vacxin thế hệ mới có nhiều loại. Căn cứ vào nguồn kháng nguyên nhân lên được hay
không nhân lên trong cơ thể động vật, người ta chia vacxin thế hệ mới làm 2 loại:
Vacxin có kháng nguyên sống được nhân lên, bao gồm:
Vacxin tái tổ hợp có vector dẫn truyền
Loại vacxin này chứa 2 thành phần chính:
- Đoạn ADN chứa gen mã hóa cho kháng nguyên chính đư ợc tách ra từ vi sinh vật
gây bệnh.
- Hệ gen của vector dẫn truyền.
Người ta tách rời gen kháng nguyên từ vi sinh vật gây bệnh rồi ghép vào hệ gen của
vector dẫn truyền là plasmid hay vi sinh vật rồi đưa vào vật chủ. Là vi sinh vật sống nên khi
gây nhiễm, chúng sẽ nhân lên do đó nguồn gen kháng nguyên và sản phẩm của gen kháng
nguyên là protein kháng nguyên luôn được sản xuất ra tạo miễn dịch lâu bền cho cơ thể.
* Các vector dẫn truyền:
Hiện nay các vector dẫn truyền được chọn thường là những sinh vật (vi khuẩn, virus,
nấm men, thực vật) thông dụng có thể nhân lên được ở nhiều loài động vật và đã đư ợc làm
giảm độc hoặc vô độc bằng kỹ thuật gen.
Ví dụ như vi khuẩn Salmonella typhimurium: đây là loại vi khuẩn không độc được chọn
làm vector dẫn truyền vì có các ưu điểm:
- Dễ sử dụng qua đường tiêu hóa.
- Có thể tồn tại và nhân lên ở tổ chức lympho đường tiêu hóa, cung cấp protein kháng
nguyên bền vững để gây đáp ứng miễn dịch toàn diện: dịch thể, tế bào và miễn dịch cục bộ.
- Việc nuôi cấy vi khuẩn tái tổ hợp gen này dễ thực hiện và thời gian sản xuất rút ngắn.
- 24 -
Hình 1.1: Mô phỏng quy trình tạo vacxin tái tổ hợp véctơ dẫn truyền
Hin nay Salmonella typhimurium c s dng ph bin lm vector dn truyn sn xut
cỏc vacxin: cỳm, viờm gan B, st xut huyt, th t, liờn cu khun, ký sinh trựng st rột
Ngoi Salmonella typhimurium, ngi ta cũn s dng vi khun E.coli v mt s loi
nm men nh Pichia pastoris hoc Sacharomyces cerevisiae lm vector dn truyn.
+ Virus u bũ vaccinia: Virus vaccinia thuc nhúm Orthopoxvirus ó c s dng
mt thi k di lm vacxin phũng bnh u mựa (small fox).
H gen ca vaccinia cú 200.000 nucleotit v cú kh nng tip nhn nhiu gen ngoi lai
cú di 25.000 nucleotit do ú l vector lý tng sn xut vacxin a giỏ. Mt khỏc virus
vaccinia cú kh nng gõy nhim vo nhiu loi vt ch nhng khụng gõy bnh, cng vy, cú
th nhõn lờn trong nhiu loi t bo nuụi cy, thm chớ nhiu dũng t bo m ú chỳng
khụng hon thin c chu trỡnh nhõn lờn do ú khụng b dung bo nờn rt thun tin lm
vector. Virus vaccinia tỏi t hp cú th biu hin gen khỏng nguyờn sm v sn xut ra
protein khỏng nguyờn gõy ỏp ng min dch ton din.
Cỏc vacxin s dng virus vaccinia lm vector dn truyn nh:
- Vacxin ND vi gen mó húa khỏng nguyờn F
- Vacxin cỳm vi gen mó húa khỏng nguyờn H v N
- Vacxin viờm gan B vi gen mó húa b mt HB
S
- Ag (Hepatitis B surface Antigen).
Vacxin axit nucleic (vacxin ADN)
õy l vacxin cú thnh phn chớnh l ADN ca plasmid tỏi t hp cha gen khỏng
nguyờn.
Gen mó húa cho khỏng nguyờn ca vi sinh vt gõy bnh c to dũng ri gn vo
plasmid. a plasmid tỏi t hp vo c th bng cỏch vi tiờm hoc bng sỳng bn gen.
Vacxin thng c tiờm vo c th a gen trc tip vo mt s t bo c. Khi vo
trong t bo, ADN ca plasmid tỏi t hp c nhõn lờn, protein khỏng nguyờn c sn sinh
trc tip bi t bo vt ch, chỳng s kớch thớch c th sn sinh min dch.
u im ca vacxin ADN:
- Gen khỏng nguyờn biu th mnh, thi gian sn xut khỏng nguyờn lõu do ú to
min dch mnh v lõu bn nờn khụng cn tiờm nhc li.
- Vacxin ADN rt an ton vỡ gen c ó c loi tr, hiu lc n nh, d bo qun,
Virus đậu tái tổ hợp
Nuôi cấy tế bào
Chọn lọc
Virus đậu vectơ
Gen vacxin
Khởi phát TAX
Kết thúc ATT hoặc ATX
cắt
nối
gen vacxin
iểm mầm
Vị trí cắt
Vùng khởi động
Plasmid
Plasmid
tái tổ hợp
- 25 -
thuận tiện cho việc sử dụng, có ý nghĩa kinh tế.
- Tạo miễn dịch tốt ở những cơ thể bị suy giảm miễn dịch và cơ thể suy nhược.
- Có thể thiết kế một vacxin đa giá do trên cùng một plasmid gắn nhiều gen mã hóa
hoặc trộn nhiều loại plasmid có chứa ADN mã hóa cho các loại protein kháng nguyên khác
nhau mà hỗn hợp vacxin ADN này không bị ảnh hưởng lẫn nhau, như thế sẽ đơn giản hóa
được tiến trình tiêm chủng.
Nhược điểm:
Thực nghiệm cho thấy khi đưa vacxin ADN vào cơ thể động vật, sự phân bố ADN
vacxin trong tế bào không đạt được mức tối đa. Mặt khác, nếu ADN vacxin hòa nhập vào hệ
gen của động vật chủ sẽ gây hậu quả về di truyền ở các thế hệ tiếp theo hoặc có thể đột biến tế
bào gây ung thư hoặc ức chế sự hoạt động của gen chống ung thư, gây biến đổi tế bào dẫn đến
trạng thái tự miễn dịch.
Vacxin ADN thuộc thế hệ mới nhất, được coi là loại vacxin có triển vọng lớn. Hiện tại
vacxin này mới được nghiên cứu thử nghiệm trên động vật như:
Vacxin ADN chứa gen HBsAg
Vacxin ADN chứa gen kháng nguyên chủ yếu của HIV
Vacxin ADN chứa gen H và N chống cúm
Vacxin hóa gen độc: Là vacxin chứa yếu tố gây bệnh được làm nhược độc bằng kỹ
thuật gen cắt bỏ gen độc.
Ví dụ: Để tạo ra giống gốc sản xuất vacxin cúm gia cầm, hiện tại Bộ Y tế và Viện khoa
học công nghệ Việt Nam nhập ngoại chủng virus vacxin NiBRG - 14 từ Viện Tiêu chuẩn và
Kiểm nghiệm dịch sinh phẩm Quốc gia - Vương quốc Anh thông qua WHO. Chủng NiBRG -
14 được tạo ra bằng kỹ thuật di truyền ngược thông qua việc ghép 6 gen của chủng /PR8/34
(H
1
N
1
) với 2 gen H
5
N
1
của chủng A/Vietnam/1194/2004 (H
5
N
1
). Riêng gen H
5
bị loại 12
nucleotit mã hóa 4 axit amin thuộc vùng độc, chủng virus này có thể nuôi cấy trên phôi gà.
Vacxin Aujeski cũng là một vacxin nhược độc kiểu này.
Vacxin có nguồn gốc kháng nguyên không nhân lên
Đây là các loại vacxin vô hoạt sản xuất bằng kỹ thuật gen bao gồm:
Vacxin chứa kháng nguyên là protein sản xuất bằng kỹ thuật gen
Loại vacxin này được sản xuất bằng cách tách gen kháng nguyên từ tác nhân gây bệnh,
ghép vào hệ gen của một loại vi sinh vật làm vector dẫn truyền (vi khuẩn, virus, nấm men),
nuôi cấy vi sinh vật tái tổ hợp này trong môi trường thích ứng như hệ thống bioreactor hoặc
thiết bị lên men lớn, lượng protein sẽ được sản xuất với số lượng nhiều sau đó.
Chiết tách protein kháng nguyên để làm vacxin.
Vacxin ăn được
Dùng thực vật là bioreactor để sản xuất dược chất protein là một xu thế phát triển của
công nghệ sinh học. Nhiều gen mã hóa kháng nguyên virus đư ợc chuyển vào thực vật và đã
biểu hiện với hiệu quả cao. Vì vậy, sản xuất vacxin ăn được là hướng nghiên cứu có triển
vọng, vacxin ăn được có hoạt tính tương tự vacxin thông thường, chỉ khác là vacxin này được
thực vật sản xuất trong những phần ăn được như lá, củ, quả và hạt.
Nỗ lực sản xuất vacxin ăn được từ thực vật đầu tiên được ghi nhận vào năm 1990 bởi 2
nhà khoa học Curtis và Cardineu khi biểu hiện thành công protein kháng nguyên bề mặt A của
vi khuẩn Streptococcus mutans ở cây thuốc lá. Sau đó nhiều thành công khác về vacxin thực vật
đã được công bố sản xuất trên nhiều loại cây khác nhau như rau diếp, cà chua, khoai tây, lúa mì,
đậu tương và ngô Số lượng các công trình nghiên cứu về vacxin ăn được ngày một gia tăng đã
- 26 -
chứng tỏ tính ưu việt của thực vật như một hệ thống biểu hiện protein kháng nguyên hiệu quả cao,
chi phí sản xuất thấp, an toàn sinh học, sử dụng bảo quản dễ dàng do không phải giữ lạnh. Mặt
khác, gọi là vacxin ăn được là đề cập đến sự chấp nhận của cơ thể động vật, tức là vacxin bền
vững trong dịch tiêu hóa, sau khi ăn vào, vacxin không bị phân hủy và có khả năng kích thích đáp
ứng miễn dịch mạnh.
Người ta dùng thuật ngữ “Plan edible vacxin” để chỉ loại vacxin ăn được sản xuất từ
thực vật biến đổi gen này.
Nguyên lý sản xuất vacxin ăn được: Vacxin ăn được là loại vacxin tiểu phần bao gồm
một hoặc nhiều chuỗi polypeptit của protein kháng nguyên trong vi sinh vật gây bệnh,
người ta chọn lọc những gen mã hóa cho các thành phần này, đưa vào vector (plasmid hoặc
vi khuẩn, ví dụ Agrobacterium tumefaciens), dựa vào hệ thống di truyền thực vật để
khuyếch đại gen và biểu hiện thành các protein kháng nguyên mong muốn trong các bộ
phận ăn được của thực vật.
Bảng 1.6: Các thành tựu nghiên cứu vacxin ăn được đã được công bố
Nguồn protein Protein/Peptit
Đối tượng
thực vật
Đáp ứng miễn dịch
Tác giả,
năm báo cáo
E.coli
Tiểu phần B - độc
tố kém chịu nhiệt
LT - B
Thuốc lá
Khoai tây
Kháng thể dịch thể và
kháng thể tế bào theo
đường uống và ăn
Hag et al, 1995
Vibrio cholerac
Độc tố tả
Tiểu phần B
Khoai tây Cho ăn Arakawa, 1998
Virus viêm gan B HBs - Ag Thuốc lá Chưa thử nghiệm Mason et al, 1992
Virus dại Glycoprotein Cà chua McGarvey et al, 1995
Cl.tetani Ngoại độc tố
Lục lạp
thuốc lá
Cho ăn Tregoing et al, 2003
Vacxin peptit tổng hợp: là vacxin thành phần chỉ chứa duy nhất polypeptit kháng
nguyên (8 - 20 axit amin)
Do chỉ có các epitop kháng nguyên nên không có khả năng kích thích sinh miễn dịch vì
vậy sau khi các peptit được tổng hợp, người ta phải gắn chúng vào các giá đỡ đó là các hạt
polyme có khả năng hấp phụ cao.
Ví dụ: Vacxin peptit phòng bệnh lở mồm long móng, việc bảo hộ đạt được bằng cách
tiêm cho động vật một tập hợp các chuỗi peptit kháng nguyên gồm 20 axit amin.
Vacxin peptit có nhiều ưu điểm như:
- Sản xuất và kiểm soát chất lượng đơn giản.
- Không có các thành phần không cần thiết như nucleic, protein ngoại lai do đó ít độc.
- Có thể thay đổi theo sự biến đổi tự nhiên đối với những virus không ổn định như
virus cúm.
- Có tính khả thi thậm chí trong trường hợp không nuôi cấy được virus.
- Ổn định, giá thành hạ.
Tuy nhiên, nhược điểm của loại vacxin này là:
- Sinh miễn dịch có thể kém so với các vacxin vô hoạt truyền thống.
- Bắt buộc phải có chất bổ trợ.
- Yêu cầu tiêm nhắc lại.
- 27 -
6.5. Vacxin chống ung thư
6.5.1. Một số hiểu biết về ung thư
Bệnh sinh ung thư là một vấn đề vô cùng phức tạp mà cho đến nay khoa học vẫn chưa thể
khám phá hết. Năm 1908, Ellerman và Bang lấy máu gà bị bệnh bạch cầu (Leucosis) lọc qua
màng lọc vi khuẩn rồi tiêm cho gà khoẻ mạnh. Gà mắc bệnh bạch cầu, nhốt gà trưởng thành
bị bệnh với gà con 30 ngày tuổi, thì 50% gà con sẽ mắc bệnh.
Năm 1933, Shope nghiên cứu u nhú (papillome) ở da thỏ và xác nhận khả năng lây bệnh
của u nhú bằng cách tiêm dịch lọc từ u nhú.
Các thí nghiệm trên đây chứng tỏ tác nhân gây bệnh bạch cầu gà và u nhú thỏ có kích
thước rất nhỏ, nhỏ hơn vi khuẩn và chúng có thể truyền bệnh từ cơ thể này sang cơ thể khác.
Về sau hiểu rằng tác nhân gây bệnh đó là virus.
Trong khoảng thời gian trên, Rous và Kidd dùng hắc ín chà xát nhiều lần lên da thỏ, đã
gây được khối u ở da. Thí nghiệm này đã ch ứng tỏ tác nhân gây bệnh ngoài virus ra còn
có hoá chất.
Năm 1951, Gross lấy phủ tạng chuột bị bệnh bạch cầu nghiền và chiết xuất lấy acid nucleic
rồi tiêm cho chuột mới sinh đã gây được bệnh bạch cầu cho chuột. Điều này chứng minh acid
nucleic có liên quan đến cơ chế sinh ung thư.
Cơ chế sinh bệnh ung thư dần dần được sáng tỏ nhờ những tiến bộ của kỹ thuật sinh học
phân tử. Ung thư được điều hành bởi gen ung thư (onco - gen). Các gen nằm trên nhiễm sắc
thể của tế bào. Bình thường gen ung thư ở trạng thái không hoạt động. Nó sẽ bị kích hoạt bởi
các yếu tố như virus sinh ung thư, hoá chất, tia xạ. Khi bị kích hoạt, gen ung thư hoạt động
chi phối một bộ phận tế bào cơ thể tăng sinh, xâm lấn, di căn theo cách thức không bình
thường, ngoài sự kiểm soát của cơ thể. Khi số lượng tế bào ung thư đạt tới 1000 tỷ thì bệnh
ung thư có biểu hiện rõ ràng. Một số virus gây bệnh ung thư ở động vật:
- Virus SV40: Virus này thường thấy trên khỉ Rhesus Cynomolgus. Vacxin sản xuất từ
tế bào khỉ có nguy cơ nhiễm virus SV40 do đó trong quy trình sản xuất phải có kỹ thuật kiểm
tra và loại trừ virus này;
- Virus HTLV1, HTLV2 (human T lymphotropic virus type 1, type 2). Được tìm thấy
trong tế bào lympho T của bệnh nhân bị bệnh bạch cầu và u lympho với tế bào T;
- Virus Marek gây khối u ở gà;
- Virus nhóm Leucosis – Sarcoma;
- Virus gây bệnh tăng nguyên hồng cầu gà;
- Virus gây bệnh tăng nguyên tuỷ bào gà;
- Virus gây bệnh tăng lympho bào gà;
- Adenovirus;
- Virus viêm gan B.
6.5.2. Vacxin trong phòng chống ung thư
Thí nghiệm ghép u ở chuột:
Người ta tiến hành mẫn cảm chuột bằng ghép những mảnh sarcoma nhỏ lấy từ chuột bị
sarcoma cho một con chuột khác trong dòng thuần chủng. Sau khi khối u phát triển một thời
gian, người ta thắt dần khối u làm cho máu không đến được khối u, khối u sẽ teo và chết. Sau
một thời gian con chuột này được ghép lại mảnh sarcoma cùng loại thì mảnh ghép bị loại bỏ.
- 28 -
Nhưng nếu ghép mảnh ghép loại khác thì nó không có hiện tượng thải ghp. Như vậy, chuột
đã có miễn dịch (mẫn cảm) với tế bào u loại nào thì không mắc u loại đó nữa
Tiêm cho chuột các tế bào ung thư đã b ất hoạt bởi các hoá chất (mitocycin C hoặc tia
xạ) sau đó tiêm tế bào ung thư sống cùng loại (lấy từ khối u thắt hoặc cắt không bất hoạt) thì
ung thư không phát triển được.
Nếu tiêm các tế bào ung thư đó cho chuột không được gây miễn dịch thì ung th ư phát triển.
Thí nghiệm trên chứng tỏ cơ thể vật chủ có đáp ứng miễn dịch đặc hiệu chống kháng
nguyên ung thư. Kháng nguyên ung thư khác với kháng nguyên của mô bình thư ờng, vì thế
nếu thay mẫn cảm chuột với các mảnh ghép sarcoma nhỏ (gồm các tế bào ung thư đã b ất
hoạt) bằng các mô bình thường (da hoặc tế bào) thì chuột không có khả năng ngăn cản ung
thư phát triển.
Từ những kết quả thí nghiệm trên người ta thấy rằng ung thư vẫn có thể phòng được
bằng vacxin. Đối với những ung thư do virus có thể phòng bằng cách chủng vacxin với những
kháng nguyên virus, ví dụ: Leukemia ở mèo, bệnh Leuco - Marerk ở gà, virus viêm gan B
trong bệnh ung thư gan ở người…
Đối với những ung thư không phải do nguyên nhân vi sinh vật thì người ta dùng vacxin
là một hỗn hợp tế bào khối u đã được bất hoạt, hoặc sử dụng các peptide khối u hoặc hỗn hợp
các tế bào đã được bất hoạt từ vài ba khối u cùng loài kết hợp với trợ chất để phòng bệnh cho
người, động vật.
Ngoài ra, có thể kết hợp giữa dị kháng nguyên với kháng nguyên ung thư trong phòng
bệnh, sự biểu hiện của hai loại kháng nguyên này đã d ẫn đến một phản ứng viêm cục bộ và
hoạt hoá mạnh mẽ tế bào Lympho T phản ứng với khối u. Các nhà khoa học đã thí nghiệm
đưa kháng nguyên HA của virus cúm vào sarcoma của chuột làm ngăn cản sự phát triển của
khối u và xuất hiện một đáp ứng Lympho Tc huỷ diệt tế bào ung thư. Một thí dụ khác, đưa
trực tiếp một plasmid chứa dị nguyên HLA trong một phức hợp ADN - liposom vào u sắc tố
dẫn đến một đáp ứng miễn dịch tế bào Tc với khối u.
Mặc dù protein được coi là chất chủ yếu để chế tạo vacxin nhưng một số kháng nguyên
Carbonhydrat cũng đ được nghiên cứu để chế tạo vacxin chống khối u. Chuột thực nghiệm
được gây miễn dịch với một vacxin biểu thị kháng nguyên Carbonhydrat có tên sialyl - Tn
epitop đã kích cơ thể sản sinh ra IgG đặc hiệu ức chế sự di căn ung thư.
6.6. Vacxin tránh thai
Nguyên lý cơ b ản của vacxin tránh thai là tạo cho cơ thể đáp ứng miễn dịch kháng lại
các yếu tố thụ và hình thành thai.
Vacxin tránh thai khác với vacxin chống nhiễm khuẩn ở hai điểm: Một là khả năng bảo
vệ của vacxin tránh thai có tính tạm thời, trong khi đó khả năng bảo vệ của vacxin chống
nhiễm khuẩn có tính lâu dài. Hai là đối tượng tác động của vacxin tránh thai là các phân tử
tham gia sinh sản trong khi đối tượng tác động của vacxin chống nhiễm khuẩn là các vi sinh
vật gây bệnh.
Tác dụng của vacxin tránh thai là:
- Tránh được di chứng về kinh nguyệt hoặc chuyển hoá (thuốc tránh thai);
- Thời gian tránh thai được xác định từ đầu, khi bắt đầu tiêm vacxin (12 tháng hoặc 18
tháng hoặc lâu hơn);
- 29 -
- Không cản trở hoạt động đáp ứng tình dục.
Một số loại vacxin tránh thai đang được nghiên cứu với hiệu quả bước đầu được nghi
nhận:
. Vacxin kháng tinh trùng
Ý tư ởng sản xuất vacxin kháng tinh trùng được bắt đầu từ việc tìm thấy kháng thể
kháng tinh trùng tồn tại ở một số phụ nữ vô sinh.
Thành phần chính của vacxin kháng tinh trùng có tác dụng tạo ra đáp ứng miễn dịch là
kháng nguyên tinh trùng. Kháng nguyên này có ở bề mặt tinh trùng, là một glycopeptid.
Ngoài ra một vài enzym do tinh trùng sản sinh ra cũ ng có tính kháng nguyên như enzym
hyaluronidase, enzym LDH - C4 của acrosom.
Ngày nay người ta có thể tạo ra kháng nguyên tái tổ hợp LDH - C4 có nhiều hứa hẹn
cho việc sản xuất vacxin kháng tinh trùng. Một số nghiên cứu trên khỉ của Goldberg về
vacxin tái tổ hợp LDH - C4 cho hay vacxin đã làm giảm 75% mức độ sinh đẻ của khỉ.
. Vacxin kháng trứng
Trứng là một trong những mục tiêu tác động của vacxin tránh thai.
Trên bề mặt của trứng tại vị trí tiếp nhận tinh trùng có chứa nhiều kháng nguyên zona
pellucida (ZP), với bản chất hoá học là mucopolysaccarid. Sự phát hiện thấy trong huyết
thanh của phụ nữ vô sinh chất kháng thể kháng lại ZP là gợi ý đầu tiên để tiếp cận nghiên cứu
về vacxin ZP. Vai trò của ZP là gắn tinh trùng vào trứng, vacxin chứa kháng nguyên ZP kích
thích cơ thể sinh kháng thể. Kháng thể này chiếm lĩnh vị trí ZP trên trứng làm cho tinh trùng
không thể vào trứng, do đó không thể thụ thai.
Người ta đã phân bi ệt được 3 ZP khác nhau là ZP1, ZP2, ZP3 trong đó ZP2 và ZP3
được chú ý nhiều nhất do có tính kháng nguyên mạnh.
. Vacxin kháng HCG
HCG (Human chorionic gonadotropin) là chất nội tiết được sinh ra từ rất sớm bởi tế bào
của lá nuôi phôi, tiền thân của nhau thai. HCG có vai trò đ ặc biệt cần thiết nuôi dưỡng phôi
thai ở tuần thai đầu tiên.
HCG có cấu trúc gồm hai phân tử α và β liên kết không đồng hoá trị với nhau. Người ta
đã xác định số lượng α HCG và β HCG. β HCG có tính kháng nguyên mạnh nên kích thích cơ
thể sinh nhiều kháng thể và epitop sinh kháng thể trên β HCG
β HCG tận cùng carboxyl (β HCG - COOH) đã được tổng hợp trong phòng thí nghiệm
để làm vacxin dự tuyển. Để tăng cường độ đáp ứng tạo kháng thể, β HCG - COOH được gắn
với một protein tải có trọng lượng phân tử lớn là giải độc tố của vi khuẩn bạch hầu. Vacxin
liên kết này kích thích cơ thể sinh kháng thể HCG, làm cho HCG không còn để nuôi phôi thai
mới được hình thành.
Vacxin HCG được thử nghiệm lâm sàng, bước đầu đã cho nhiều kết quả khả quan. Sau
khi tiêm vacxin 2 - 4 tuần lượng kháng thể đạt được mức cần thiết để tránh thai là lớn hơn
hoặc bằng 50ng/ml, thời gian tránh thai là 18 tháng, có trường hợp lên tới 30 tháng.
- 30 -
Hình 1.2. Sơ đồ tóm tắt phân loại vacxin
Câu hỏi ôn tập chương
1. Trình bày khái niệm về vacxin, đặc tính cơ bản của một vacxin
2. Yêu cầu của kháng nguyên trong vacxin
3. Khái niệm về chất bổ trợ, cơ chế tác dụng và phân loại
4. Hiểu biết của anh (chị) về proteosom, liposom và coclet
5. Hiểu biết về các loại vacxin chết và vacxin sống
6. Thế nào là vacxin thế hệ mới (khái niệm, nguyên lý và phân loại).
7. Hiểu biết về vacxin không phòng bệnh.
Vacxin sống Vacxin Vacxin vô hoạt
Vacxin nhược
độc hóa
Vacxin sống
nguyên độc
Vacxin sống
vô độc
Xóa gen độc
Thích ứng
nhiệt độ thấp
Nhậy cảm nhiệt độ
Qua vật chủ trung gian
không cảm thụ
Tái tổ hợp gen vacxin
ADN
Vacxin vector
di truyền
Vacxin ADN
Vacxin dưới ®¬nvị Vacxin nguyên vẹn
Vacxin
ăn được
Chứa protein KN
tổng hợp bằng kỹ
thuật gen
Tinh chế
bằng kỹ
thuật gen
Tinh chế bằng
nguồn VSV chủ
trong tự nhiên
(giải độc tố)
- 31 -
Chương 2
SẢN XUẤT VACXIN THÚ Y
Mục tiêu: Nắm được nguyên lý chung của quá trình sản xuất vacxin và một số quy trình sản
xuất vacxin.
Kiến thức trọng tâm:
+ Nhân sự trong cơ sở sản xuất vacxin
+ Yêu cầu về cơ sở vật chất trong sản xuất vacxin
+ Vấn đề sản xuất vacxin
+ Nắm được một số qui trình sản xuất vacxin.
I. NGUYÊN LÝ SẢN XUẤT VACXIN THÚ Y
Để đảm bảo sức khỏe tốt cho vật nuôi và thực hiện thành công chương trình s ức khỏe
động vật, cần một nguồn vacxin tinh khiết, an toàn, hiệu lực và có hiệu quả.
Tất cả các vacxin thú y phải được sản xuất trong điều kiện kiểm tra, giám sát cẩn thận.
Những yêu cầu và nguyên lý mô tả ở đây phù hợp với những tiêu chuẩn đã phát hành đ ể tạo
ra một vacxin có chất lượng cao mà chất lượng vacxin thú y lại dựa vào những nguyên liệu
ban đầu của quá trình sản xuất, nhà xưởng, thiết bị và cá nhân con người có liên quan.
1.1. Nhân sự
Tất cả các cá nhân làm việc trong cơ sở sản xuất vacxin phải được đào tạo và nắm được
những kiến thức cơ bản của quá trình sản xuất, sau đó phải tiếp tục được dự học những khóa
học nâng cao phù hợp với những yêu cầu kỹ thuật mới (ví dụ GMP).
Cơ cấu tổ chức của một cơ sở sản xuất vacxin gồm có:
Ban giám đốc: Cơ sở sản xuất vacxin được lãnh đạo bởi ban giám đốc cơ sở. Mỗi
người lãnh đạo có trách nhiệm giám sát một khâu sản xuất hoặc một chế phẩm phải được đào
tạo và có kinh nghiệm để thực hiện những chức năng được giao.
Ban giám đốc gồm có:
+ Giám đốc sản xuất: Phải được đào tạo đầy đủ và có khả năng thực tiễn tốt về lĩnh vực sản
xuất, phải có đầy đủ quyền hạn và trách nhiệm quản lý sản xuất ra các chế phẩm, kiểm tra những
nguyên liệu ban đầu và chế phẩm cuối cùng.
+ Giám đốc kiểm tra chất lượng: Có đầy đủ quyền hạn và trách nhiệm về mọi nhiệm vụ
kiểm tra chất lượng.
+ Các giám sát viên: Giám sát viên giúp giám đốc sản xuất và giám đốc kiểm tra chất
lượng thực hiện giám sát trực tiếp quá trình sản xuất, những người này phải qua đào tạo, có
kinh nghiệm và luôn theo học các khóa nâng cao về GMP định kỳ.
Các kỹ thuật viên: Phải đọc và hiểu được quy trình kỹ thuật và phải được đào tạo đầy
đủ về:
- Quy trình sản xuất giống gốc (master seed), giống sản xuất (working seed).
- Thực hiện những nguyên lý sản xuất.
+ Số lượng nhân viên: Phải đầy đủ để thực hiện quy trình sản xuất, tạo ra được sản
phẩm vacxin có chất lượng.
Tất cả mọi người trong cơ sở sản xuất vacxin phải khỏe mạnh, có ý thức giữ gìn vệ sinh
môi trường và vệ sinh cá nhân cao.
Phải có trang bị bảo hộ lao động an toàn, phù hợp để bảo vệ con người và bảo vệ chế
- 32 -
phẩm không bị ô nhiễm.
1.2. Cơ sở vật chất
Các cơ sở sản xuất sử dụng để sản xuất vacxin phải được thiết kế để đảm bảo độ tinh
khiết của sản phẩm trong suốt quá trình sản xuất và sự an toàn cho sức khỏe con người.
Cấu trúc cần đạt:
- Có thể dễ dàng rửa sạch.
- Có đầy đủ các phòng chuẩn bị riêng biệt.
- Đảm bảo thông gió tốt.
- Có đầy đủ nước nóng và lạnh sạch.
- Có phòng thay quần áo và các điều kiện tiện nghi khác để người làm việc có
thể không cần đi qua khu vực không cần thiết cho hoạt động sản xuất của mình.
Cơ sở vật chất phải đảm bảo đầy đủ cho quá trình sản xuất:
- Khu vực bảo quản giống.
- Khu vực chuẩn bị dụng cụ và trang thiết bị.
- Khu vực chuẩn bị chất bổ trợ.
- Khu vực hình thành sản phẩm, ra chai, đông khô, làm nút, dán nhãn, bảo quản
sản phẩm cuối cùng.
- Khu vực kiểm nghiệm
Mỗi hoạt động yêu cầu những diện tích riêng biệt. Tất cả các phòng và hệ thống thông
khí phải được thiết kế để tránh tạp nhiễm từ các sản phẩm khác, từ con người và trang thiết bị.
Các vi sinh vật có độc lực hoặc nguy hiểm phải được chuẩn bị và bảo quản ở các phòng
tách biệt; những vi sinh vật dùng công cường độc cần phải bảo quản hoàn toàn biệt lập với
các chủng vacxin.
Tất cả các trang thiết bị tiếp xúc với sản phẩm phải được tiệt trùng theo các quy trình
quy chuẩn.
Cơ sở vật chất phải được thiết kế hạn chế tới mức tối đa sự ô nhiễm môi trường.
Tất cả các chất sử dụng trong quá trình sản xuất phải được làm cho an toàn trước khi ra
ngoài cơ sở sản xuất.
Nếu cấy chuyển các vi sinh vật có lây nhiễm cao, không khí ô nhiễm cần phải xử lý để
tránh làm lây lan mầm bệnh. Con người phải đặc biệt tuân theo quy trình an toàn như t ắm,
gội, tránh tiếp xúc với động vật mẫn cảm sau khi ra khỏi cơ sở sản xuất.
Chú ý rằng chất liệu và thiết kế cơ sở sản xuất có thể thay đổi nhưng phải tuân thủ, đảm
bảo mức tiêu chuẩn của loại vacxin được sản xuất.
Ví dụ: Yêu cầu cơ sở vật chất để sản xuất vacxin qua phôi gà dùng cho uống, nhỏ mũi
không giống như sản xuất vacxin bằng nuôi cấy tế bào dùng để tiêm.
1.3. Sản xuất vacxin
Những yếu tố đầu tiên cho việc sản xuất vacxin đạt hiệu quả là:
- Có những quy trình thao tác chung viết bằng văn bản.
- Có hướng dẫn về sản xuất rõ ràng cho từng loại vacxin được sản xuất.
- Sự tôn trọng triệt để các hướng dẫn trên trong quá trình sản xuất.
Các bước sản xuất vacxin bao gồm:
1.3.1. Lập kế hoạch
Mỗi loại vacxin được sản xuất trong một cơ sở phải có kế hoạch sản xuất chi tiết mô tả
các bước của quy trình, số lượng sản phẩm cần sản xuất, thời gian tiến hành Nói chung kế
hoạch được lập là tài liệu trong quy trình sản xuất chuẩn được chi tiết hóa.
- 33 -
1.3.2. Tài liệu của quy trình sản xuất
Cần có quy trình kỹ thuật chi tiết là tài liệu sản xuất cho mỗi loại vacxin. Tài liệu phải
nêu rõ nguyên lý sản xuất, các công đoạn sản xuất và phương pháp kiểm tra sản phẩm sau mỗi
công đoạn.
Tài liệu nên nêu rõ quá trình giữ và sản xuất giống gốc như: nguồn gốc của giống gốc,
quá trình phân lập, phương pháp tạo giống, cách xác định độc lực của giống, các chỉ số sinh
học của giống gốc (LD
50
, EID
50
, TCID
50
), quy trình giữ giống, môi trường hay hệ thống tế
bào sử dụng để nuôi cấy và sản xuất giống gốc
- Quy trình nhân giống sản xuất (working seed);
- Trình tự sản xuất;
- Kiểm nghiệm sản phẩm;
Mỗi công đoạn đều phải mô tả chi tiết các thao tác kỹ thuật, phương pháp đánh giá sản
phẩm của công đoạn. Ví dụ: phương pháp để chứng minh môi trường đó vô trùng, phương
pháp tiệt trùng môi trường, điều kiện bảo quản tế bào dòng, kích thư ớc của bình nuôi cấy,
điều kiện và thời gian nuôi cấy, những quan sát của quá trình nhân lên, các chỉ tiêu và lưu ý
để thu hoạch sản phẩm, kỹ thuật thu hoạch.
Tài liệu cũng hướng dẫn cách kiểm nghiệm sản phẩm, các test kiểm tra độ tinh khiết,
an toàn, hiệu lực và các yêu cầu khác của mỗi lô sản phẩm hoàn chỉnh. Những lưu ý đ ặc
biệt khi kết thúc bao gồm quá trình đóng gói, dán nhãn, ch ỉ dẫn và lưu ý s ử dụng, hạn sử
dụng của sản phẩm.
Những hướng dẫn để sản xuất các loại vacxin thú y phải được sự phê duyệt bởi cơ quan
có thẩm quyền, là tiêu chuẩn thống nhất của tất cả các lô sản xuất.
1.3.3. Sản xuất vacxin
Quá trình nhân giữ giống (Master seed)
Mỗi loại vacxin được sản xuất từ một giống vi sinh vật gốc, giống vi sinh vật này qua
quá trình tuyển chọn, có đủ các đặc tính sinh học đạt yêu cầu dùng để làm giống cho quá trình
sản xuất vacxin (ví dụ: có tính kháng nguyên đặc trưng và ổn định), giống gốc phải có lý lịch
rõ ràng, đ ặc biệt phải có các thông số về nguồn gốc, các chỉ số sinh học, có quy trình nhân
giống và bảo quản.
Khi sản xuất giống gốc, nên sản xuất các mẻ đơn rồi trộn lẫn với nhau để tạo thành một
mẻ lớn. Giống gốc nên được đông khô rồi bảo quản ở nhiệt độ thích hợp để duy trì sự sống.
Ví dụ: Giống virus nên bảo quản ở - 70
0
C.
Mỗi giống gốc cần được kiểm tra sự đồng nhất, an toàn và hiệu lực, độ tinh khiết cần
được kiểm tra để đảm bảo giống không lẫn vi khuẩn, nấm, Mycoplasma và virus ngoại lai.
Cần chú ý rằng việc sử dụng một giống gốc và số lần cấy chuyển giới hạn sẽ giúp duy
trì sự đồng nhất và tính ổn định của sản phẩm vacxin.
Một số quy trình nuôi giữ giống vi sinh vật
Quy trình nuôi giữ giống xoắn khuẩn Leptospira
Phạm vi áp dụng
Quy trình này áp dụng cho việc nuôi giữ giống xoắn khuẩn gồm 6 chủng đang được
nuôi giữ và sử dụng trong ngành thú y nước ta. Tên khoa học của giống:
- Leptospira bataviae
- L. canicola
- L. grippotyphosa
- L. icterohaemorrhagiae
- 34 -
- L. mitis
- L. pomona
Giống L. grippotyphosa có nguồn gốc từ Rumani, giống L. icterohaemorrhagiae có
nguồn gốc từ Liên Xô cũ. Các gi ống còn lại do Viện Thú y phân lập tại Việt Nam. Giống
được dùng để sản xuất và kiểm nghiệm vacxin vô hoạt.
Tiêu chuẩn sinh vật học của giống
- Nhận dạng: Kháng thể trong máu của động vật mẫn cảm được tiêm canh trùng vô
hoạt sẽ ngưng kết đặc hiệu với chủng vi khuẩn dùng làm kháng nguyên.
- Nuôi cấy: Vi khuẩn mọc tốt trong các môi trường chuyên dụng, đặc biệt là EMJH
(Johnson and Harris modification of the Ellinghausen and Mc Cullough medium) pH = 7,2 -
7,4, nhiệt độ nuôi cấy 28 - 30
o
C, hiếu khí.
- Hình thái:
Xem tươi dưới kính hiển vi nền đen bội giác thấp 10x/20x10 - 20, vi khuẩn có dạng
mảnh, di động theo nhiều kiểu: thẳng tiến, xoay vòng hoặc bật lò xo.
Xem tiêu bản nhuộm bằng phương pháp Morosop dưới kính hiển vi bội giác cao
10 x 20 x 100 (vật kính dầu) vi khuẩn có hình sợi dài, hai đầu hơi cong, bắt màu tím sẫm, kích
thước: 0,1 - 1 x 6 - 20 µm. Do đặc tính di động cùng với kích thước nhỏ dài nên qua được
màng lọc 0,2 µm.
- Tính độc:
Đối với chuột lang non (thể trọng 120 - 130g): Tiêm liều 3ml canh trùng 4 - 7 ngày
vào xoang bụng gây sốt nhẹ (tăng 0,5 - 1
o
C), có thể có hoàng đản ở niêm mạc mắt, có khi gây
chết động vật thí nghiệm.
Đối với thỏ non (thể trọng 200 - 250g): Tiêm liều 3ml canh trùng 4 - 7 ngày vào
xoang bụng gây sốt nhẹ (0,5 - 1
o
C), không có triệu chứng lâm sàng rõ rệt.
- Tính gây miễn dịch:
Tiêm vào dưới da thỏ với liều 5 ml kháng nguyên (đã vô ho ạt bằng nhiệt độ 56
o
C/60
phút) 2 lần, lần một cách lần hai 7 ngày sẽ sản sinh ra kháng thể ngưng kết với kháng nguyên
tương ứng ở hiệu giá thấp nhất là 1/100.
Thỏ được tối miễn dịch theo "Quy trình chế tạo kháng huyết thanh đơn giá qua thỏ"
phải được tạo kháng thể có hiệu giá ngưng kết với kháng nguyên cùng chủng không
dưới1/10000, không có phản ứng chéo giữa các chủng ở độ pha loãng huyết thanh 1/12800.
Kháng huyết thanh này được dùng để kiểm tra giống và xác định mẫu dương tính
trong phản ứng trung hòa.
Phương pháp giữ giống
- Giữ ở - 80
o
C:
Giống giữ ở - 80
o
C lấy ra khỏi tủ lạnh và làm rã đông nhanh ở 37
o
C, cấy chuyển sang
môi trường EMJH mới. Giống được phục hồi sau 10 - 15 ngày.
Giống sau khi phục hồi được tăng cường qua động vật mẫn cảm: Hai chuột lang non
(thể trọng 120 - 130g) hoặc hai thỏ non (200 - 250g) được tiêm liều 3 - 4 ml/con vào xoang
bụng canh trùng 4 - 7 ngày. Sau 7 - 24h lấy máu cấy vào môi trường EMJH, nuôi cấy ở 28 -
30
o
C từ 7 - 15 ngày.
Sau khi tăng cường qua động vật mẫn cảm, giống phải đạt các tiêu chuẩn như ở mục .
Giống được cấy chuyển sang bình chứa 100ml môi trường EMJH. Bổ sung 2,5%
dimethylsulfoxide (DMSO), chia vào ống nghiệm, bảo quản ở - 80
o
C hoặc thấp hơn.
- 35 -
- Giữ tươi:
Giống phải được cấy chuyển 7 ngày một lần sang môi trường EMJH, tỷ lệ giống cấy
chuyển là 1 - 2%, nuôi cấy ở 28 - 30
o
C. Sau 3 - 5 tháng giống được tăng cường qua động vật
mẫn cảm như phần trên.
Giống giữ tươi sau khi tăng cường qua động vật phải đạt tiêu chuẩn như ở mục .
Bảo quản
Canh khuẩn được lưu giữ ở 28 - 30
o
C được 7 ngày và - 80
o
C hoặc thấp hơn nữa được 2 năm.
Quy trình nuôi giữ giống cường độc Gumboro
Phạm vi ứng dụng:
Quy trình này áp dụng cho việc nuôi giữ giống virus gây bệnh viêm túi Fabricius ở gia
cầm (Infectious Bursal Disease hay Gumboro).
Nguồn gốc: chủng virus cường độc CVL 52/70 do Tổ chức nông lương thế giới (FAO)
cung cấp năm 1991.
Giống được dùng để chế vacxin và kiểm nghiệm vacxin phòng bệnh Gumboro.
Tiêu chuẩn sinh vật học của giống
- Nhận dạng: Virus được trung hòa với kháng huyết thanh đặc hiệu sẽ không gây bệnh
cho gà mẫn cảm.
- Thuần khiết: theo 10 TCN 161 - 92 "Vacxin thú y - Quy trình kiểm tra thuần khiết"
- Độc lực:
+ Với phôi gà: Tiêm 0,2ml giống pha 10
- 2
lòng đỏ phôi trứng ấp 6 - 8 ngày hoặc
tiêm màng CAM phôi trứng 9 - 10 ngày tuổi. Soi trứng hàng ngày, loại bỏ trứng chết trước 48
giờ. Mổ khám phôi chết, quan sát bệnh tích: phôi trứng, phù thũng dưới da, xuất huyết. Phôi
chết muộn gan sưng to có màu xanh, xung huyết và xuất huyết thường hoại tử từng mảng.
+ Với gà: Giống pha ở nồng độ 10
- 2
nhỏ mắt, mũi 0,1ml/gà (gà 4 - 6 tuần tuổi không
có kháng thể gumboro). Sau 48 - 72 giờ mổ quan sát túi Fabricius: túi phù nề, có dịch nhầy
màu vàng chanh bao quanh, túi bục bở có mầu đục, đôi khi có xuất huyết và bã đ ậu ở vách
múi khế. Cơ đùi và bắp thịt ngực thường có xuất huyết, thận lắng đọng urat.
Phương pháp giữ giống
Giống đông khô giữ ở nhiệt độ thấp hơn - 50
o
C. Sau 2 năm phải tiến hành kiểm tra lại
các tiêu chuẩn giống như sau:
- Trên gà:
Giống pha loãng ở nồng độ 10
- 1
, nhỏ mắt mũi cho gà 4 - 6 tuần tuổi ( không có kháng thể
gumboro) liều 0,2ml/gà. Theo dõi trong vòng 48 - 72 giờ sau khi gây nhiễm. Mổ thu hoạch túi
Fabricius, xem bệnh tích (như mục ). Chọn những túi có bệnh tích điển hình để đông khô.
- Đông khô giống:
Nghiền túi Fabricius, trộn đều với chất bổ trợ (sữa bò đã tách bơ), lọc bỏ xơ và chia vào
ống đông khô. Tiến hành đông khô.
Sau khi đông khô phải kiểm tra các tiêu chuẩn của giống:
- Tiêu chuẩn vật lý:
+ Ống giống kín, không rạn nứt, chế phẩm xốp, màu đồng nhất.
+ Độ chân không được kiểm tra bằng máy đo chân không.
+ Độ ẩm dưới 4%.
+ Độ hòa tan chế phẩm tan trở lại dung dịch ban đầu trong nước sinh lý trong vòng 2 -
3 phút (có lắc nhẹ).
- 36 -
- Tiêu chuẩn sinh vật:
Giống đông khô phải đạt các chỉ tiêu ở mục .
Bảo quản
Bảo quản ở nhiệt độ thấp hơn hoặc bằng âm 50
o
C được 2 năm
c. Nhân giống sản xuất (working seed)
Giống sản xuất là giống dùng để tạo ra sản phẩm vacxin. Tùy quy mô sản xuất mà phải
nhân giống sản xuất tới một số lượng nào đó cho phù hợp.
Giống sản xuất được tạo ra từ giống gốc bằng cách cấy chuyển tiếp nhưng không quá 5
- 10 lần. Số lần cấy chuyển tiếp có thể được xác định qua dữ liệu và được thiết lập cho phù
hợp trong từng trường hợp cũng nhằm duy trì sự đồng nhất và tính ổn định của vacxin.
d. Chuẩn bị nguyên vật liệu và môi trường nuôi cấy
Nguyên vật liệu, hóa chất
Chi tiết và nguồn gốc của tất cả các thành phần trong sản phẩm như hóa chất, nguyên
vật liệu được sử dụng trong quá trình sản xuất vacxin phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và phải
được phê chuẩn của cơ quan cấp giấy chứng nhận có thẩm quyền quốc gia. Tất cả các thành
phần có nguồn gốc động vật như máu, huyết thanh mà không được tiệt trùng đều phải có kiểm
tra để đảm bảo không có vi khuẩn, nấm, mycoplasma và virus ngoại lai hoặc TSE (prim) đồng
thời phải biết được quốc gia nào cung cấp chúng.
Để tránh nhiễm khuẩn từ ngoài vào trong suốt quá trình sản xuất nên khuyến khích việc
sử dụng các kỹ thuật tiệt trùng nghiêm ngặt để đảm bảo độ thuần khiết. Hạn chế sử dụng các
chất bảo quản, đặc biệt là kháng sinh. Không nên bổ sung bất kỳ loại kháng sinh nào trong
quá trình sản xuất nhất là dịch nuôi cấy tế bào, các môi trường, dịch tiêm trứng. Trong trường
hợp cần thiết có thể sử dụng không quá 3 loại kháng sinh cùng một loại sản phẩm.
Một số tiêu chuẩn còn cấm dùng Penicillin và Streptomycin trong những vacxin sử
dụng theo đường khí dung và đường tiêu hóa.
Những kháng sinh sử dụng trong sản xuất phải không gây ảnh hưởng cho loài vật sử dụng
vacxin và không gây ô nhiễm thực phẩm có nguồn gốc từ các loài động vật sử dụng vacxin.
Chuẩn bị môi trường nuôi cấy
Nếu là vacxin virus: Môi trường nuôi cấy thường là:
* Phôi trứng
Phôi trứng được sử dụng phổ biến để sản xuất các loại vacxin virus, đặc biệt là vacxin
dùng cho gia cầm. Để nhân và giữ giống gốc người ta thường dùng trứng của các đàn gà
“sạch bệnh” SPF (Specific Pathogenic Free) có chứng chỉ kiểm dịch sạch 18 loại virus và các
vi khuẩn như Salmonella, Mycoplasma và Mycobacterium.
Trứng dùng cho sản xuất vacxin thành phẩm có thể dùng các đàn gà sạch nuôi trong các
trại gà tập trung có theo dõi dịch bệnh và phải được kiểm tra sạch với một số mầm bệnh, đặc
biệt là H
5
N
1
, Newcastle, Mycoplasma, Salmonella và không được tiêm vacxin.
Đường tiêm trứng cũng như loại chất thu hoạch tùy thuộc vào từng loại vi sinh vật đã
được cấy chuyển.
* Môi trường nuôi cấy tế bào
Với các vacxin được sản xuất bằng nuôi cấy tế bào cần chuẩn bị một nguồn tế bào MCS
(Master Cell Stock) phù hợp và ổn định. Mỗi nguồn tế bào cần đảm bảo tính đồng nhất và đặc
tính di truyền trong giới hạn số lần cấy chuyển đồng thời phải tinh khiết, không được lẫn vi
khuẩn, nấm, Mycoplasma và virus ngoại lai.
Môi trường tế bào được sử dụng trong sản xuất vacxin thường là các tế bào nguyên thủy
- 37 -
(primary cell) có nguồn gốc từ những mô thông thường bao gồm cả những tế bào sau khi cấy
chuyển lần thứ 10. Các vacxin sử dụng cho gia cầm thường được sản xuất từ nguồn nuôi tế
bào xơ phôi gà sạch bệnh; Một số loại vacxin được sản xuất từ nguồn nuôi tế bào nguyên thủy
có nguồn gốc từ các phôi thông thường của động vật khỏe mạnh.
Mỗi loại tế bào đều có một quy trình chi tiết chỉ dẫn kỹ thuật nuôi cấy cho đến bước
cuối cùng là thu hoạch vacxin.
. Vacxin vi khuẩn: Cần chuẩn bị các môi trường thích hợp để nhân giống sản xuất và môi
trường sản xuất vacxin. Tùy theo quy mô mà chuẩn bị lượng môi trường, nhiều ít khác nhau.
Dù là vacxin vi khuẩn nhược độc hay vô hoạt, bước đầu người ta đều cấy giống sản xuất
vào môi trường sản xuất vacxin và nuôi ở 37
0
C trong các bình nuôi cấy hoặc các thiết bị lên
men sục khí.
Ví dụ: Môi trường sản xuất thường dùng với vacxin phó thương hàn lợn vô hoạt:
Hottinger 50%
Nước dạ dày lợn 50%
Pepton bột 10%
Glucoza 0,2%
NaCl 0,9%
1.3.4. Vệ sinh khu vực sản xuất
a. Mục đích
Đảm bảo yêu cầu vô trùng về nhà xưởng, trang thiết bị trong khu vực sản xuất trước và
sau khi sản xuất, đặc biệt là phòng vô trùng, nơi thực hiện những thao tác kỹ thuật chính trong
nuôi cấy, san, chia môi trường và chế phẩm.
b. Thực hiện
* Trước khi làm việc 1 ngày cần tiến hành:
Lau hốt bằng gạc vô trùng có tẩm cồn 70
0
Hút bụi sàn nhà, lau sàn nhà 2 lần, lần 1 bằng nước cất, lần 2 bằng dung dịch
sát trùng thích hợp (ví dụ Extran 3%).
Bật máy hút ẩm.
Bật đèn tử ngoại 30 phút trước khi vào phòng làm việc.
Kiểm tra vô trùng bằng phương pháp đặt đĩa thạch.
* Sau khi làm việc:
Lau hốt bằng gạc vô trùng có tẩm cồn 70
0
Lau các dụng cụ thường dùng (dao, kéo, pank, kẹp ) và bàn làm việc bằng gạc
tẩm cồn 70
0
Hút bụi sàn nhà, lau sàn 2 lần.
Hút ẩm
Bật đèn tử ngoại
* Một tuần tổng vệ sinh toàn bộ nhà xưởng như hút bụi, lau sàn, dụng cụ thường dùng
và bàn làm việc, cửa kính
* Xông phòng hàng quý hoặc trước khi vào đợt sản xuất mới.
Sau khi tổng vệ sinh toàn bộ khu vực sản xuất, dùng Formaldehyte 40% để khử trùng.
Liều lượng: 35 ml Formol + 17,5g KMnO
4
/m
3
không khí, thời gian xông 48 giờ.
Trung hòa bằng Amonhydroxyt 0,5 ml/m
3
không khí.
* Kiểm tra vô trùng bằng phương pháp đặt đĩa thạch.